EP0252244A1 - Process for preparing vinyldiphosphonic acid and its salts - Google Patents

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EP0252244A1
EP0252244A1 EP87106850A EP87106850A EP0252244A1 EP 0252244 A1 EP0252244 A1 EP 0252244A1 EP 87106850 A EP87106850 A EP 87106850A EP 87106850 A EP87106850 A EP 87106850A EP 0252244 A1 EP0252244 A1 EP 0252244A1
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EP
European Patent Office
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acid
salts
diphosphonic acid
ethane
acyl
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87106850A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan Dr. Kleemann
Werner Ehret
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BK Ladenburg GmbH
Original Assignee
Benckiser Knapsack GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids RP(=O)(OH)2; Thiophosphonic acids, i.e. RP(=X)(XH)2 (X = S, Se)
    • C07F9/3804Phosphonic acids RP(=O)(OH)2; Thiophosphonic acids, i.e. RP(=X)(XH)2 (X = S, Se) not used, see subgroups
    • C07F9/3839Polyphosphonic acids
    • C07F9/3843Polyphosphonic acids containing no further substituents than -PO3H2 groups
    • C07F9/3847Acyclic unsaturated derivatives

Definitions

  • the present invention relates to an improved process for the preparation of vinyldiphosphonic acid and its salts from technically easily accessible, economic precursors.
  • Lower alkylene-1,1-diphosphonic acids and their salts are e.g. from GB-PS 1 204 967 known. It is also known from this reference that these compounds have exceptionally good sequestering and dispersing properties and can therefore be used with great advantage as water-softening agents, stabilizing agents and additives in soap detergents, etc., and as additives in a large number of technical products.
  • these monomeric compounds can be polymerized either alone or together with other vinyl group-containing compound and as such have e.g. Flame retardant properties.
  • vinyl diphosphonic acid or its salts are prepared by adding 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid or an alkali salt thereof, optionally in the presence of other non-oxidizing metal ions, at temperatures of 200-500 ° C thermally dehydrated.
  • a molar ratio of metal ions to phosphonic acid of 4: 1 to 5: 1 is preferably maintained.
  • a reworking of this process shows that the content of vinyl diphosphonic acid in the end product is below 40%, the nature of the Impurities have not been examined and prove to be spectroscopically inconsistent without containing double bonds.
  • DE-PS 21 08 042 describes a further process for the dehydration of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid or its salts, these compounds being heated to temperatures of 350-380 ° C. for 10-15 minutes. Under these circumstances, 0.1-0.8 mol of water should be split off per mol of salt and a product should be formed which contains only a small proportion of ethylenic material (50% with 0.8 mol of dehydration, 20% with 0, 5 moles of dehydration and approximately 0 for 0.2 moles of dehydration). Condensed phosphates and other products are said to be formed as further products, which is in agreement with our previous findings that these conditions are not suitable for the production of vinyldiphosphonic acid.
  • water is split off directly from the hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid salts.
  • the elimination occurs noticeably only at relatively high temperatures.
  • the high temperatures obviously favor the formation of by-products.
  • the hydroxy group of the 1-hydroxyethane-diphosphonic acid is therefore replaced by an acyl group which is more easily exiting.
  • the volatile acid which can be used as a leaving group are the alkylcarboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms, preferably 2-5 carbon atoms, in particular acetic acid and propionic acid.
  • the 1-acyl-ethane-1,1-diphosphonic acids used as starting products can be prepared by reacting 1-hydroxyethanes-1,1-diphosphonic acid with the corresponding acids or active derivatives thereof, for example esters or acid chlorides or anhydrides.
  • the corresponding acids or active derivatives thereof for example esters or acid chlorides or anhydrides.
  • direct production from acetic acid, phosphorous acid and acyl anhydride is particularly preferred, acetic anhydride being used as the acyl anhydride in order to avoid mixed reactions.
  • the thermal reaction of 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid is preferably carried out in the presence of 4 to 5 mol of alkali or ammonia, so that the corresponding vinyl diphosphonic acid tetraalkali salt is formed.
  • the acyl group is either also bound as an alkali salt or ammonium salt or evaporated due to the high temperatures.
  • the volatilization can also be promoted by carrying out the reaction in a slight vacuum, preferably at 50-500 milibars.
  • the free acid form can be produced from salts formed by reaction with strongly acidic ion exchangers or other metal salts can also be produced by salting.
  • Particularly preferred metal salts are the alkali salts and here again sodium and potassium salts, since they are particularly water-soluble, but calcium, magnesium and other salts, in particular various ammonium salts, can also be advantageous for further processing (cf. GB-PS 1 204 967).
  • the phosphorous acid was dissolved in the acetic acid.
  • the template is heated to 120 to 130 ° C. in a two liter flat-surface reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, two dropping funnels and a solids dosing funnel. After reaching this temperature, additions I and II are added dropwise in parallel within one hour. A constant reflux occurs during the addition.
  • the reaction temperature is approx. 120 ° C.
  • the mixture is left to react for a further two hours and then, without heating, slowly adding addition III at a reaction temperature of about 100 ° C. If no homogeneous solution has formed after the addition has ended, the mixture is heated to 120 ° C. to 130 ° C. until all of the sodium carbonate has dissolved.
  • the homogeneous products thus obtained have different consistencies depending on how much sodium ions they contain per mole of 1- (O-acetyl) -ethane-1,1-diphosphonic acid. As the number of sodium ions increases, the viscosity increases, and the tetrasodium phosphonate is a tough paste even at 100 ° C to 120 ° C.
  • the hard sodium phosphonates are pulverized with a mortar and pestle and then calcined in two different ways.
  • the powder is statically heated in a porcelain bowl in a muffle furnace. After the desired reaction temperature of approx. 220 ° C has been reached, the phosphonate remains in the oven for 1 to 2 hours. It results in a slightly foamed, colorless product that can be easily pulverized.
  • the powder is introduced into the heated laboratory kneader, melted and the excess acetic acid and acetic anhydride are drawn off at 140 ° C. to 220 ° C. under a weak water pump vacuum in the course of about two hours. After the solvent has been completely removed, the phosphonate becomes powdery. After four hours of calcination at 220 to 250 ° C, a colorless powder results.
  • the vinyl diphosphonic acid content is determined spectroscopically or by nuclear magnetic resonance measurement.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Vinyldiphosphonsäure und ihren Salzen durch Eliminierung einer flüchtigen Säure aus 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure, insbesondere von Essigsäure aus 1-(O-Acetyl)ethan-1,1-diphosphonsäure.Die 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure wird vorzugsweise in Form ihres Salzes eingesetzt und das Verfahren bei Temperaturen von 200 bis 300 °C durchgeführt.The invention relates to a process for the formation of vinyldiphosphonic acid and its salts by eliminating a volatile acid from 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid, in particular acetic acid from 1- (O-acetyl) ethane-1,1- The 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid is preferably used in the form of its salt and the process is carried out at temperatures from 200 to 300 ° C.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Vinyldiphosphonsäure und ihren Salzen aus technisch leicht zugänglichen, wirtschaftlichen Vorstufen.The present invention relates to an improved process for the preparation of vinyldiphosphonic acid and its salts from technically easily accessible, economic precursors.

Niederalkylen-1,1-diphosphonsäuren und ihre Salze sind z.B. aus der GB-PS 1 204 967 bekannt. Es ist aus dieser Literaturstelle ferner bekannt, daß diese Verbindungen außergewöhnlich gute Sequestrier- und Dispergiereigenschaften aufweisen und daher als wasserenthärtende Mittel, Stabilisationsmittel und Additive in Seifen Detergentien etc., sowie als Zusätze in einer Vielzahl von technischen Produkten mit großem Vorteil eingesetzt werden können.Lower alkylene-1,1-diphosphonic acids and their salts are e.g. from GB-PS 1 204 967 known. It is also known from this reference that these compounds have exceptionally good sequestering and dispersing properties and can therefore be used with great advantage as water-softening agents, stabilizing agents and additives in soap detergents, etc., and as additives in a large number of technical products.

Ferner können diese monomeren Verbindungen entweder allein oder zusammen mit anderen vinylgruppenhaltigen Verbindung polymeri­siert werden und weisen als solche z.B. Flammschutzeigenschaften auf.Furthermore, these monomeric compounds can be polymerized either alone or together with other vinyl group-containing compound and as such have e.g. Flame retardant properties.

Für diese Möglichkeiten des Einsatzes wird insbesondere auf die vorstehende Literaturstelle verwiesen.For these possibilities of use, reference is made in particular to the above literature.

Gemäß der GB-PS 1 204 967 wird Vinyldiphosphonsäure bzw. ihre Salze hergestellt, indem man 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure bzw. ein Alkalisalz derselben, ggf. in Gegenwart von anderen nicht oxidierenden Metallionen, bei Temperaturen vom 200 - 500 °C thermisch dehydriert. Vorzugsweise wird dabei ein molares Verhältnis von Metallionen zu Phosphonsäure von 4 : 1 bis 5 : 1 eingehalten. Eine Nacharbeitung dieses Verfahrens zeigt, daß unter den angegebenen Parametern der Gehalt von Vinyldiphosphon­säure im Endprodukt unter 40 % liegt, wobei die Natur der Verunreinigungen nicht untersucht worden ist und sich als spektroskopisch uneinheitlich erweisen, ohne daß Doppelbindungen enthalten sind.According to GB-PS 1 204 967, vinyl diphosphonic acid or its salts are prepared by adding 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid or an alkali salt thereof, optionally in the presence of other non-oxidizing metal ions, at temperatures of 200-500 ° C thermally dehydrated. A molar ratio of metal ions to phosphonic acid of 4: 1 to 5: 1 is preferably maintained. A reworking of this process shows that the content of vinyl diphosphonic acid in the end product is below 40%, the nature of the Impurities have not been examined and prove to be spectroscopically inconsistent without containing double bonds.

In der DE-PS 21 08 042 wird ein weiteres Verfahren zur Dehydrati­sierung von 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure bzw. ihren Salzen beschrieben, wobei diese Verbindungen 10 - 15 Minuten auf Temperaturen von 350 - 380 °C erhitzt werden sollen. Unter diesen Umständen soll eine Abspaltung von 0,1 - 0,8 Mol Wasser pro Mol Salz stattfinden und ein Produkt gebildet werden, welches nur einen geringen Anteil an ethylenischem Material enthält (50 % bei 0,8 Mol Dehydratisierung, 20 % bei 0,5 Mol Dehydratisierung und ungefähr 0 bei 0,2 Mol Dehydratisierung). Als weitere Produkte sollen kondensierte Phosphate und andere Produkte entstehen, was in übereinstimmung mit unseren vorstehen­den Befunden steht, daß diese Bedingungen zur Herstellung von Vinyldiphosphonsäure nicht geeignet sind.DE-PS 21 08 042 describes a further process for the dehydration of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid or its salts, these compounds being heated to temperatures of 350-380 ° C. for 10-15 minutes. Under these circumstances, 0.1-0.8 mol of water should be split off per mol of salt and a product should be formed which contains only a small proportion of ethylenic material (50% with 0.8 mol of dehydration, 20% with 0, 5 moles of dehydration and approximately 0 for 0.2 moles of dehydration). Condensed phosphates and other products are said to be formed as further products, which is in agreement with our previous findings that these conditions are not suitable for the production of vinyldiphosphonic acid.

Da gemäß diesem Stand der Technik eine Vinyl-1,1-diphosphonsäure nur mit schlechter Ausbeute und unter umständlichen Reinigungs­verfahren zu erhalten ist, bestand die Aufgabe, ein einfacheres, wirtschaftlicheres Verfahren zur Herstellung dieses Produktes zu finden.Since, according to this prior art, a vinyl 1,1-diphosphonic acid can only be obtained with poor yield and with complicated cleaning processes, the task was to find a simpler, more economical process for the production of this product.

Überraschenderweise konnte diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen gelöst werden.Surprisingly, this task could be solved by the measures characterized in the claims.

Nach dem bekannten Verfahren wird Wasser aus den Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäuren Salzen direkt abgespalten. Die Eliminierung tritt erst bei relativ hohen Temperaturen in merklichem Maße auf. Die hohen Temperaturen begünstigen dabei offensichtlich die Bildung von Nebenprodukten.According to the known method, water is split off directly from the hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid salts. The elimination occurs noticeably only at relatively high temperatures. The high temperatures obviously favor the formation of by-products.

Erfindungsgemäß wird daher die Hydroxy-Gruppe der 1-Hydroxy­ethan-diphosphonsäure durch eine leichter austretende Acyl-Gruppe ersetzt.According to the invention, the hydroxy group of the 1-hydroxyethane-diphosphonic acid is therefore replaced by an acyl group which is more easily exiting.

Die Eliminierung einer flüchtigen Säure, vorzugsweise Essigsäure, aus 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure, vorzugsweise aus 1-(O-Acetyl)ethan-1,1-diphosphonsäure verläuft unter relativ milden Bedingungen, d.h. durch Erhitzen auf Temperaturen von 200 - 300 °C, wobei in vergleichsweise großer Reinheit und mit Ausbeuten von 70 - 80 % an reiner Vinyldiphosphonsäure eine vorteilhafte Umwandlung erzielt wird. Die erzielte Reinheit und Ausbeute erleichtert die weiterführende Verarbeitung, insbeson­dere die Polymerisation und Copolymerisation in hohem Maße und erspart, im Gegensatz zu den Produkten des Standes der Technik, in vielen Fällen sogar eine aufwendige zusätzliche Anreicherung bzw. Reinigung der Monomeren.The elimination of a volatile acid, preferably acetic acid, from 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid, preferably from 1- (O-acetyl) ethane-1,1-diphosphonic acid, takes place under relatively mild conditions, i.e. by heating to temperatures of 200-300 ° C, an advantageous conversion being achieved in a comparatively great purity and with yields of 70-80% of pure vinyldiphosphonic acid. The purity and yield achieved facilitate further processing, in particular the polymerization and copolymerization to a large extent and, in contrast to the products of the prior art, in many cases even save complex additional enrichment or purification of the monomers.

Als flüchtige Säure, die als Austrittsgruppe verwendet werden können, sind die Alkylcarbonsäuren mit 1 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise 2 - 5 C-Atome, insbesondere die Essigsäure und Propionsäure zu nennen. Andere Säure, auch wenn sie als "Fluchtgruppe" gut geeignet sind, sind normalerweise weniger wirtschaftlich und daher nicht bevorzugt.The volatile acid which can be used as a leaving group are the alkylcarboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms, preferably 2-5 carbon atoms, in particular acetic acid and propionic acid. Other acids, even if they are well suited as a "flight group", are usually less economical and therefore not preferred.

Die als Ausgangsprodukte dienenden 1-Acyl-ethan-1,1-diphosphon­säuren können durch Umsetzung von 1-Hydroxyethanen-1,1-di­phosphonsäure mit den entsprechenden Säuren bzw. aktiven Derivaten derselben, beispielsweise Estern oder Säurechloriden oder Anhydriden, hergestellt werden. Besonders bevorzugt ist jedoch eine direkte Herstellung aus Essigsäure, phosphoriger Säure und Acylanhydrid, wobei als Acylanhydrid Essigsäureanhydrid verwendet wird, um Mischreaktionen zu vermeiden.The 1-acyl-ethane-1,1-diphosphonic acids used as starting products can be prepared by reacting 1-hydroxyethanes-1,1-diphosphonic acid with the corresponding acids or active derivatives thereof, for example esters or acid chlorides or anhydrides. However, direct production from acetic acid, phosphorous acid and acyl anhydride is particularly preferred, acetic anhydride being used as the acyl anhydride in order to avoid mixed reactions.

Die thermische Umsetzung der 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure wird vorzugsweise in Gegenwart von 4 bis 5 Mol Alkali oder Ammoniak durchgeführt, so daß sich das entsprechende Vinyl-di­phosphonsäure-tetraalkalisalz bildet. Die Acylgruppe wird entweder ebenfalls als Alkalisalz oder Ammoniumsalz gebunden oder aufgrund der hohen Temperaturen verflüchtigt. Die Verflüchtigung kann ferner dadurch gefördert werden, daß die Reaktion in einem leichten Vakuum, vorzugsweise bei 50 - 500 Milibar durchgeführt wird.The thermal reaction of 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid is preferably carried out in the presence of 4 to 5 mol of alkali or ammonia, so that the corresponding vinyl diphosphonic acid tetraalkali salt is formed. The acyl group is either also bound as an alkali salt or ammonium salt or evaporated due to the high temperatures. The volatilization can also be promoted by carrying out the reaction in a slight vacuum, preferably at 50-500 milibars.

Aus entstandenen Salzen kann durch Umsetzung mit stark sauren Ionenaustauschern die freie Säureform bzw. durch Umsalzen auch andere Metallsalze hergestellt werden. Als Metallsalze sind insbesondere die Alkalisalze und hierbei wiederum Natrium- und Kaliumsalze bevorzugt, da sie besonders gut wasserlöslich sind, jedoch können auch Calcium-, Magnesium- und andere Salze, insbesondere verschiedene Ammoniumsalze für die weitere Verarbeitung vorteilhaft sein (vergl. hierzu GB-PS 1 204 967).The free acid form can be produced from salts formed by reaction with strongly acidic ion exchangers or other metal salts can also be produced by salting. Particularly preferred metal salts are the alkali salts and here again sodium and potassium salts, since they are particularly water-soluble, but calcium, magnesium and other salts, in particular various ammonium salts, can also be advantageous for further processing (cf. GB-PS 1 204 967).

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne jedoch ihren Umfang einzuschränken.The following examples are intended to illustrate the invention without, however, restricting its scope.

Beispiel 1example 1 Reaktanden:Reactants:

Figure imgb0001
Figure imgb0001

Vorlage : 31 Vol.% der Lösung Essigsäure/Phosphorige Säure
Zugabe I : 69 Vol.% der Lösung Essigsäure/Phosphorige Säure
Zugabe II : Essigsäureanhydrid
Zugabe III: Natriumcarbonat
Initial charge: 31% by volume of the acetic acid / phosphorous acid solution
Addition I: 69% by volume of the acetic acid / phosphorous acid solution
Addition II: acetic anhydride
Addition III: sodium carbonate

Die Phosphorige Säure wurde in der Essigsäure gelöst.The phosphorous acid was dissolved in the acetic acid.

Versuchsdurchführung:Carrying out the experiment:

In einem zwei Liter Planschliffreaktionsgefäß, versehen mit Rührer, Thermometer, Rückflußkühler, zwei Tropftrichtern und einem Feststoff-Dosiertrichter wird die Vorlage auf 120 bis 130 °C aufgeheizt. Nach Erreichen dieser Temperatur werden parallel Zugabe I und II innerhalb einer Stunde zugetropft. Während der Zugabe stellt sich ein stetiger Rückfluß ein. Die Reaktionstempe­ratur beträgt ca. 120 °C. Nach beendeter Zugabe läßt man noch zwei Stunden nachreagieren und gibt danach, ohne Heizung, bei einer Reaktionstemperatur von ca. 100 °C, langsam Zugabe III zu. Wenn nach beendeter Zugabe keine homogene Lösung entstanden ist, wird solange auf 120 °C bis 130 °C erwärmt, bis sich alles Natriumcarbonat gelöst hat. Die so erhaltenen, homogenen Produkte weisen, jenachdem wieviel Natrium-Ionen sie pro Mol 1-(O-Acetyl)-ethan-1,1-diphosphonsäure enthalten, verschiedene Konsistenzen auf. Mit steigender Anzahl an Natrium-Ionen steigt die Viskosität, das Tetranatriumphosphonat ist bereits bei 100 °C bis 120 °C eine zähe Paste. Die harten Natriumphosphonate werden mit Mörser und Pistell pulverisiert und anschließend auf zwei verschiedene Arten calciniert.The template is heated to 120 to 130 ° C. in a two liter flat-surface reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, two dropping funnels and a solids dosing funnel. After reaching this temperature, additions I and II are added dropwise in parallel within one hour. A constant reflux occurs during the addition. The reaction temperature is approx. 120 ° C. After the addition has ended, the mixture is left to react for a further two hours and then, without heating, slowly adding addition III at a reaction temperature of about 100 ° C. If no homogeneous solution has formed after the addition has ended, the mixture is heated to 120 ° C. to 130 ° C. until all of the sodium carbonate has dissolved. The homogeneous products thus obtained have different consistencies depending on how much sodium ions they contain per mole of 1- (O-acetyl) -ethane-1,1-diphosphonic acid. As the number of sodium ions increases, the viscosity increases, and the tetrasodium phosphonate is a tough paste even at 100 ° C to 120 ° C. The hard sodium phosphonates are pulverized with a mortar and pestle and then calcined in two different ways.

Methode a) :Method a):

Das Pulver wird in einer Porzellanschale im Muffelofen statisch erhitzt. Nach Erreichen der gewünschten Reaktionstemperatur von ca. 220 °C verbleibt das Phosphonat 1 bis 2 Stunden lang im Ofen. Es resuliert ein etwas aufgeschäumtes, farbloses Produkt, das sich leicht pulverisieren läßt.The powder is statically heated in a porcelain bowl in a muffle furnace. After the desired reaction temperature of approx. 220 ° C has been reached, the phosphonate remains in the oven for 1 to 2 hours. It results in a slightly foamed, colorless product that can be easily pulverized.

Methode b) :Method b):

Das Pulver wird in den aufgeheizten Laborkneter eingetragen, aufgeschmolzen und bei 140 °C bis 220 °C innerhalb von ca. zwei Stunden die überschüssige Essigsäure und Essigsäureanhydrid unter schwachem Wasserstrahlpumpenvakuum abgezogen. Nach vollständigem Entfernen des Lösungsmittels wird das Phosphonat pulvrig. Nach vier Stunden Calcinierung bei 220 bis 250 °C resultiert ein farbloses Pulver.The powder is introduced into the heated laboratory kneader, melted and the excess acetic acid and acetic anhydride are drawn off at 140 ° C. to 220 ° C. under a weak water pump vacuum in the course of about two hours. After the solvent has been completely removed, the phosphonate becomes powdery. After four hours of calcination at 220 to 250 ° C, a colorless powder results.

In der folgenden Tabelle 1 sind verschiedene , nach den vorstehenden Methoden durchgeführte Versuche zusammengefaßt. Der Gehalt an Vinyldiphosphonsäure wird spektroskopisch, bzw. durch Kernresonanzmessung bestimmt.

Figure imgb0002
The following Table 1 summarizes various tests carried out using the above methods. The vinyl diphosphonic acid content is determined spectroscopically or by nuclear magnetic resonance measurement.
Figure imgb0002

Beispiel 2Example 2

20 g 1-Hydroxyethan-1,1-tetranatriumdiphosphonat werden mit der 6-fachen molaren Menge an Propionsäureanhydrid versetzt und nach 100 Minuten bei 130 °C unter reduziertem Druck von den flüchtigen Bestandteilen und dem überschüssigen Propionsäureanhydrid befreit.6 times the molar amount of propionic anhydride is added to 20 g of 1-hydroxyethane-1,1-tetrasodium diphosphonate and the volatile constituents and the excess propionic anhydride are removed after 100 minutes at 130 ° C. under reduced pressure.

Die Weiterverarbeitung nach Methode a (220 °C/1 Std.) ergab 53,7 % an Vinyldiphosphonsäue. Der Gehalt an Vinyldiphosphonsäure wird durch Kernresonanzmessung bestimmt.Further processing according to method a (220 ° C / 1 hour) gave 53.7% of vinyl diphosphonic acid. The vinyl diphosphonic acid content is determined by nuclear magnetic resonance measurement.

Beispiel 3Example 3 Vergleichsbeispiel (entsprechend Beispiel 1 aus DE-PS 2 108 042)Comparative example (corresponding to example 1 from DE-PS 2 108 042)

2 g 1-Hydroxyethan-1,1-tetranatriumdiphosphonat (enthalten 9,6 Gewichts-% Kristallwasser) werden in einem Platintiegel 32 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre auf 380 °C erhitzt. Der Gewichtsverlust beträgt 11,4 % äquivalent einem Verlust von 0,32 Mol Wasser/Mol wasserfreiem Tetranatriumdiphosphonat. Das erhaltene Gemisch enthält nach der kernmagnetischen Resonanzana­lyse 16 % Vinylverbindungen.2 g of 1-hydroxyethane-1,1-tetrasodium diphosphonate (containing 9.6% by weight of water of crystallization) are heated in a platinum crucible at 380 ° C. for 32 minutes under a nitrogen atmosphere. The weight loss is 11.4% equivalent to a loss of 0.32 mole water / mole anhydrous tetrasodium diphosphonate. According to the nuclear magnetic resonance analysis, the mixture obtained contains 16% vinyl compounds.

Beispiel 4Example 4 Vergleichsbeispiel (entsprechend Beispiel 2 aus GB-PS 1 204 967)Comparative example (corresponding to example 2 from GB-PS 1 204 967)

5 g wasserfreies 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure wird mit der in der Tabelle 2 angegebenen Menge Natriumhydroxid vermischt und in einer offenen Porzellanschale im Muffelofen für die ebenfalls in der Tabelle angegebenen Zeiten und Temperaturen erhitzt. Das erhaltene Produkt wird mit kernmagnetischer Resonanz (P 31 NMR), dünnschichtchromatographisch und IR-spektroskopisch untersucht. In keinem der in der Tabelle angegebenen Versuche wurde eine größere Menge Vinyldiphosphonsäure gebildet.

Figure imgb0003
5 g of anhydrous 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid are mixed with the amount of sodium hydroxide given in table 2 and heated in an open porcelain dish in a muffle furnace for the times and temperatures also given in the table. The product obtained is investigated with nuclear magnetic resonance (P 31 NMR), thin layer chromatography and IR spectroscopy. A large amount of vinyldiphosphonic acid was not formed in any of the experiments given in the table.
Figure imgb0003

Claims (7)

1.) Verfahren zur Bildung von Vinyldiphosphonsäure und ihren Salzen durch Eliminierung einer flüchtigen Säure aus 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure.1.) Process for the formation of vinyl diphosphonic acid and its salts by eliminating a volatile acid from 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid. 2.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Essigsäure aus 1-(O-Acetyl)ethan-1,1-diphosphonsäure eliminiert wird.2.) Process according to claim 1, characterized in that acetic acid from 1- (O-acetyl) ethane-1,1-diphosphonic acid is eliminated. 3.) Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure in Form ihres Salzes, eingesetzt wird.3.) Process according to claim 1 to 2, characterized in that the 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid is used in the form of its salt. 4.) Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 1-(O-Acyl)ethan-1,1-diphosphonsäure vorzugsweise in Form des Natrium- oder Kalium- oder Ammoniumsalzes eingesetzt wird.4.) Process according to claim 1 to 3, characterized in that the 1- (O-acyl) ethane-1,1-diphosphonic acid is preferably used in the form of the sodium or potassium or ammonium salt. 5.) Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­net, daß das Verhältnis von Phosphonsäuregruppe zu den entspre­chenden Kationen zwischen 1 : 1 und 1 : 2,5 beträgt.5.) Process according to claims 1 and 2, characterized in that the ratio of phosphonic acid group to the corresponding cations is between 1: 1 and 1: 2.5. 6.) Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, daß die Ausbildung der Doppelbindung bei Temperaturen von 200 bis 300 °C verläuft.6.) Process according to claims 1 to 5, characterized in that the formation of the double bond at temperatures of 200 to 300 ° C. 7.) Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, daß bis zur Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum, vorzugsweise bei 50 bis 500 mbar, gearbeitet wird.7.) Process according to claims 1 to 5, characterized in that the solvent is removed in vacuo, preferably at 50 to 500 mbar.
EP87106850A 1986-07-07 1987-05-12 Process for preparing vinyldiphosphonic acid and its salts Withdrawn EP0252244A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3622786 1986-07-07
DE19863622786 DE3622786A1 (en) 1986-07-07 1986-07-07 METHOD FOR PRODUCING VINYLDIPHOSPHONIC ACID AND ITS SALTS

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EP0252244A1 true EP0252244A1 (en) 1988-01-13

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